DE4221759C2

DE4221759C2 - Reception coil device for a magnetic resonance imaging device

Info

Publication number: DE4221759C2
Application number: DE4221759A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Yoshino; Hiroyuki Takeuchi
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2012-07-03
Also published as: US5327898A; DE4221759A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangsspulenvorrichtung zur Verwendung in einem Kernspintomographiegerät, das im fol genden als MRI-Gerät (MRI = Magnetic Resonance Imaging) be zeichnet wird. Spezieller betrifft sie eine Empfangsspulen vorrichtung, die in solcher Weise flexibel ist, daß sie in dichte Berührung mit einem Patienten gebracht werden kann.The invention relates to a receiving coil device for use in a magnetic resonance imaging device, which in fol ends as an MRI device (MRI = Magnetic Resonance Imaging) is drawn. More particularly, it relates to a receiving coil device that is flexible in such a way that it can be used in can be brought into close contact with a patient.

Ein MRI-Gerät stellt ein Tomographiebild dadurch dar, daß ein Patient in einem starken und homogenen statischen Ma gnetfeld plaziert wird, das von einem zugehörigen Magneten erzeugt wird, und daß ein Hochfrequenz- und ein Gradientenma gnetfeld mit einer vorgegebenen Pulsfrequenz auf den Patien ten gestrahlt werden, damit die Kernspins in einem vorgegebe nen Volumenabschnitt des Patienten zur Kernspinresonanz kom men, die im folgenden als NMR (Nuclear Magnetic Resonance) bezeichnet wird. Die sich ergebenden NMR-Signale werden beob achtet und einer zweidimensionalen Fouriertransformation usw. für die Bilderzeugung unterzogen.An MRI device displays a tomography image by that a patient in a strong and homogeneous static Ma gnetfeld is placed by an associated magnet is generated, and that a high frequency and a gradient measure gnetfeld with a predetermined pulse rate on the patient blasted so that the nuclear spins are given in a NEN volume section of the patient to nuclear magnetic resonance com men, hereinafter referred to as NMR (Nuclear Magnetic Resonance) referred to as. The resulting NMR signals will be observed respects and a two-dimensional Fourier transform etc. subjected to imaging.

Die Aufnahme der NMR-Signale erfolgt dadurch, daß eine Empfangsspule für Hochfrequenzsignale in der Nähe des Patien ten angeordnet wird. Zu herkömmlichen Aufnahmeverfahren ge hört eines, bei dem unidirektionale NMR-Signale mit Hilfe eines Satzes von Spuleneinheiten gewonnen werden, wie Zylinderspulen- oder Sattelspuleneinheiten, wie ein anderes Verfahren, das zwei Sätze von Spuleneinheiten verwendet, wo bei diese so angeordnet sind, daß die Richtungen ihrer Emp findlichkeiten einander unter rechtem Winkel schneiden, wo durch bidirektionale NMR-Signale empfangen werden, um das Si gnal/Rausch(S/R)-Verhältnis zu verbessern. Da die Signalemp fangsrichtungen der zwei Spuleneinheiten im letzteren Fall rechtwinklig zueinander stehen, werden die Spulen als QD (Quadrature Detection = Quadratur-Detektion)-Spuleneinheit bezeichnet.The NMR signals are recorded in that a Reception coil for high-frequency signals near the patient ten is arranged. To conventional admission procedures hears one that uses unidirectional NMR signals Using a set of coil units can be obtained, such as Solenoid or saddle coil units, like another Method using two sets of coil units where are arranged in such a way that the directions of their emp sensitivities intersect at right angles where received by bidirectional NMR signals to the Si Improve signal / noise (S / R) ratio. Since the signal temp directions of the two coil units in the latter case are at right angles to each other, the coils are called QD (Quadrature Detection) coil unit designated.

QD-Spulen, die bisher vorgeschlagen wurden, weisen eine QD-Spuleneinheit für ein horizontales Magnetfeld, bestehend aus einer Kombination einer Sattelspuleneinheit mit z. B. ei ner anderen Spuleneinheit, und eine QD-Spuleneinheit für ein vertikales Magnetfeld auf, die z. B. aus einer Kombination einer Zylinderspuleneinheit mit einer Sattelspuleneinheit besteht.QD coils that have been proposed so far have one QD coil unit for a horizontal magnetic field, consisting of from a combination of a saddle coil unit with z. B. egg ner other coil unit, and a QD coil unit for one vertical magnetic field on the z. B. from a combination a solenoid unit with a saddle coil unit consists.

Wenn die Empfangsspulenvorrichtung des MRI-Geräts in en gere Berührung mit dem Patienten gebracht wird, nimmt die Empfindlichkeit und auch das S/R-Verhältnis zu. Die herkömm lichen, vorstehend beschriebenen QD-Spuleneinheiten werden jedoch durch Aufwickeln einer Spule auf einen Spulenkörper aus Harz hergestellt, weswegen sie geringe Flexibilität auf weisen. Es ist daher schwierig, die Empfangsspulenvorrichtung in dichte Berührung mit einem Patienten zu bringen, so daß die Empfindlichkeit wie auch das S/R-Verhältnis nicht allzu hoch sein können.When the receiving coil device of the MRI device is in the brought closer contact with the patient takes the Sensitivity and also the S / R ratio too. The conventional Lichen, QD coil units described above however, by winding a bobbin on a bobbin Made of resin, which is why they have little flexibility point. It is therefore difficult to use the receiving coil device to bring it into close contact with a patient so that the sensitivity as well as the S / R ratio not too much can be high.

Damit die Spuleneinheit in Berührung mit dem Patienten gebracht werden kann, um dadurch die Empfindlichkeit und das S/R-Verhältnis zu verbessern, muß ein Spulenbereich flexibel sein.So that the coil unit is in contact with the patient can be brought to thereby the sensitivity and that To improve S / R ratio, a coil area must be flexible be.

Wenn die Spuleneinheit flexibel gemacht wird, be steht das Problem des Koppelns zweier Spuleneinheiten im Fall einer QD-Spuleneinheit.If the coil unit is made flexible, be there is the problem of coupling two coil units in the case a QD coil unit.

Der Begriff "Koppeln" beschreibt die Induktion eines hochfrequenten Stroms in einer der Spuleneinheiten, wenn ein solcher Strom in der anderen Spuleneinheit fließt.The term "coupling" describes the induction of a high frequency current in one of the coil units if one such current flows in the other coil unit.

Ein Grund für die Kopplung zwischen vorstehend beschrie benen Spulen ist die kapazitive Kopplung, gemäß der eine pa rasitäre Kapazität zwischen den Spulen aufgrund der Tatsache erzeugt wird, daß der Abstand zwischen diesen im Überkreu zungsbereich nur einige mm beträgt und der Strom, der durch eine der Spulen fließt, Strom in der anderen Spule induziert. Weiterhin tritt induktive Kopplung auf, durch die ein Un gleichgewicht in bezug auf den Magnetfluß durch eine der Spu len durch den Magnetfluß durch die andere Spule erzeugt wird. Die induktive Kopplung kann dadurch verringert werden, daß das Ungleichgewicht in den Magnetflüssen dadurch verringert wird, daß eine Platte aus einem leitfähigen Material, z. B. Kupfer, nahe den Spulen angeordnet wird; sie führt daher zu keinen ernsthaften Problemen. Andererseits kann die kapazi tive Kopplung durch Verringern der parasitären Kapazität er niedrigt werden, indem der Abstand zwischen den Spulen im Überlappungsbereich vergrößert wird. Jedoch bauen derartige Einstellungen oder Gegenmaßnahmen auf der Voraussetzung auf, daß Form und Lage der Spuleneinheiten zueinander konstant bleiben.One reason for the coupling between the above benen coils is the capacitive coupling, according to which a pa rapid capacity between the coils due to the fact is generated that the distance between them in the cross range is only a few mm and the current flowing through one of the coils is flowing, current is induced in the other coil. Furthermore, inductive coupling occurs, through which an Un Balance in relation to the magnetic flux through one of the spu len is generated by the magnetic flux through the other coil. The inductive coupling can be reduced in that this reduces the imbalance in the magnetic fluxes is that a plate made of a conductive material, e.g. B. Copper, placed near the coils; therefore it leads to no serious problems. On the other hand, the kapazi tive coupling by reducing the parasitic capacitance be reduced by the distance between the coils in the Overlap area is enlarged. However, build such Attitudes or countermeasures based on the requirement that the shape and position of the coil units to each other constant stay.

Wenn die QD-Spuleneinheiten flexibel ausgebildet sind, können sie verformt werden, wodurch der Ausgleich beim magne tischen Fluß im wesentlichen zusammenbricht und die Kopplung groß wird. Das Auftreten von Kopplungen zwischen den Spulen einheiten bedeutet, daß die zugehörige Spuleneinheit eine Last für die jeweilige andere Spuleneinheit darstellt, was ein Absin ken des S/R-Verhältnisses bei der Aufnahme und eine Ver schlechterung der Bildqualität bedeutet. Anders gesagt sinkt das S/R-Verhältnis, wenn die QD-Spuleneinheit lediglich fle xibel aufgebaut sind, da die Möglichkeit der Verformbarkeit der QD-Spuleneinheiten zu groß ist.If the QD coil units are flexible, they can be deformed, which compensates for the magne table flow essentially breaks down and the coupling gets big. The appearance of couplings between the coils units means that the associated coil unit is a Load for the other coil unit represents what an absin ken of the S / R ratio when recording and a ver deterioration of the image quality means. In other words, it drops the S / R ratio when the QD coil unit is only fle xibel are built up because of the possibility of deformability the QD coil units is too large.

Wenn die QD-Spuleneinheiten lediglich flexibel ausgebil det sind, ist es wahrscheinlich, daß die Resonanzfrequenzen der zwei Spuleneinheiten jeweils unterschiedliche Werte ab hängig von ihrer Verformung aufweisen, wenn sie an einem Pa tienten angelegt werden, um zur Körperform des Patienten zu passen. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Änderung der Resonanzfrequenz aufgrund der Verformung der QD-Spulen aus einer Änderung der Induktivitäten der Spuleneinheiten her rührt. Wenn die QD-Spuleneinheiten eine gewisse Form aufwei sen, kann die Resonanzfrequenz f₁ einer der Spuleneinheiten durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden:If the QD coil units are simply flexible det, it is likely that the resonance frequencies of the two coil units each have different values depending on their deformation if they are attached to a Pa patients to be applied to the body shape of the patient fit. It is assumed that the change in Resonance frequency due to the deformation of the QD coils a change in the inductances of the coil units stirs. When the QD coil units have a certain shape sen, the resonance frequency f₁ one of the coil units can be represented by the following equation:

wobei L₁ die Induktivität und C₀ die Kapazität einer Reso nanzschaltung einschließlich derjenigen der Spuleneinheit ist.where L₁ the inductance and C₀ the capacitance of a reso nanz circuit including that of the coil unit is.

Die Kapazität C₀ stellt einen Kondensator und eine Kapa zitätsdiode (VCD = Variable Capacitance Diode) dar. Die Fre quenz kann z. B. dadurch eingestellt werden, daß eine Gleich spannung an die Kapazitätsdiode gelegt wird, um ihren Kapa zitätswert zu ändern. Wenn die Kapazität auf diese Weise auf C₀ eingestellt ist, steht die Resonanzfrequenz L₁ der Spulen einheit in bezug zur Frequenz für die Kernspinresonanz. Wenn angenommen wird, daß die QD-Spuleneinheit einer Verformung unterliegt und dann eine Resonanzfrequenz f₂ aufweist, wird diese Resonanz frequenz f₂ durch die folgende Gleichung gegeben, wobei L₂ die Induktivität bei dieser Verformung darstellt, mit der Voraussetzung, daß die Kapazität unverändert bleibt:The capacitance C₀ represents a capacitor and a Kapa dity diode (VCD = Variable Capacitance Diode). The Fre quenz can e.g. B. can be set in that an equal voltage is applied to the capacitance diode to its Kapa change value. If the capacity this way C₀ is set, the resonance frequency L₁ of the coils Unit related to the frequency for nuclear magnetic resonance. If it is assumed that the QD coil unit is deformed subject to and then has a resonance frequency f₂, this resonance frequency f₂ given by the following equation, where L₂ represents the inductance during this deformation with which Prerequisite that the capacity remains unchanged:

Demgemäß ändert sich die Resonanzfrequenz einer der Spu leneinheiten von f₁ auf f₂. Dies gilt auch für die anderen Spuleneinheiten.Accordingly, the resonance frequency of one of the Spu changes len units from f₁ to f₂. This also applies to the others Coil units.

Es sei nun ein genau festgelegter Fall einer QD-Spulen einheit mit einer Kombination aus einer Zylinderspuleneinheit und einer Sattelspuleneinheit betrachtet, wobei Flexibilität vorliegt. Wenn angenommen wird, daß sich eine Raumhöhe der QD-Spuleneinheit zwischen 170 mm und 210 mm ändert, und daß die Resonanzfrequenzen der Zylinderspuleneinheit und der Sat telspuleneinheit bei einer Höhe von 170 mm mit der Frequenz für die Kernspinresonanz übereinstimmen, tritt der Fall auf, daß die Resonanzfrequenz der Zylinderspuleneinheit um z. B. 350 kHz von der oben angegebenen Frequenz für die Kernspinre sonanz abweicht, während die Resonanz für die Sattelspulen einheit z. B. um 250 kHz von der Frequenz für die Kernspinre sonanz abweicht, wenn sich die Höhe der QD-Spuleneinheit auf 210 mm ändert. Dies rührt daher, weil die Induktivitätsände rung (L₁ → L₂) in den Gleichungen (1) und (2) für die Zylin derspuleneinheit und die Sattelspuleneinheit unterschiedlich ist. Wenn die QD-Spuleneinheit die vorstehend beschriebene Verformung erfährt, unterscheidet sich die Änderung der Reso nanzfrequenz gegenüber der Frequenz für die Kernspinresonanz für die zwei Spuleneinheiten der QD-Spuleneinheit voneinander (also für die Zylinderspuleneinheit und die Sattelspulenein heit). Selbst wenn dann die Resonanzfrequenz für eine der Spuleneinheiten durch Einstellen der Kapazität, wie bereits be schrieben, in Übereinstimmung mit der Frequenz für die Kern spinresonanz gebracht wird, ist es demgemäß sehr schwierig, die Resonanzfrequenz der anderen Spuleneinheit mit der Fre quenz für Kernspinresonanz zur Übereinstimmung zu bringen.It is now a well-defined case of a QD coil unit with a combination of a solenoid unit and considered a saddle coil unit, with flexibility is present. If it is assumed that there is a room height of QD coil unit changes between 170 mm and 210 mm, and that the resonance frequencies of the solenoid unit and the satellite tel coil unit at a height of 170 mm with the frequency for nuclear magnetic resonance, the case occurs that the resonance frequency of the solenoid unit by z. B. 350 kHz from the above frequency for the nuclear spin sonance deviates, while the resonance for the saddle coils unit z. B. by 250 kHz of the frequency for the nuclear spin sonanz deviates when the height of the QD coil unit increases 210 mm changes. This is because the inductance changes tion (L₁ → L₂) in equations (1) and (2) for the cylin derspuleneinheit and the saddle coil unit different is. If the QD coil unit is the one described above Undergoes deformation, the change in reso differs nance frequency versus the frequency for nuclear magnetic resonance for the two coil units of the QD coil unit from each other (i.e. for the solenoid unit and the saddle coils Ness). Even if the resonance frequency for one of the Coil units by adjusting the capacity as before be wrote in accordance with the frequency for the core spin resonance, it is therefore very difficult the resonance frequency of the other coil unit with the Fre to match the magnetic resonance frequency.

Die Resonanzfrequenzen für beide Spuleneinheiten zur Übereinstimmung mit der Frequenz für Kernspinresonanz zu bringen, bereitet folglich Probleme. Aus diesem Grund kann die Empfindlichkeit der QD-Spuleneinheit insgesamt abfallen, wodurch das S/R-Verhältnis eines NMR-Geräts nicht ausreichend erhöht und kein Bild hoher Qualität erhalten werden kann.The resonance frequencies for both coil units Agreement with the frequency for nuclear magnetic resonance too consequently causes problems. Because of this, can the sensitivity of the QD coil unit as a whole decrease, making the S / R ratio of an NMR device insufficient increased and no high quality image can be obtained.

Eine oben bereits erwähnte, auf die Außenfläche eines zylindrischen Spulenhalters auf Kunststoff gewickelte QD-Spu leneinheit ist beispielsweise aus der DE 41 08 997 A1 bekannt, wo die Detektion mittels einer Solenoid-Spule und einer Sat telspule erfolgt und die kapazitive Kopplung beider Spulen durch Abstandshalter im Überkreuzungsbereich verringert wird. Diese Abstandshalter befinden sich im Kreuzungsbereich der Spulenleiter, bestehen aus einem Material kleiner Dielektri zitätskonstante und sorgen für einen vorgegebenen Abstand zwi schen den Spulenleitern, so daß die zwischen ihnen gebildete parasitäre Kapazität klein gehalten werden kann. Da der Spu lenhalter formstarr ist, besteht hier das Problem veränderli cher Kapazitäten aufgrund von Verformung nicht.One already mentioned above, on the outer surface of a cylindrical coil holder on plastic wound QD-Spu leneinheit is known for example from DE 41 08 997 A1, where the detection by means of a solenoid coil and a Sat telspule and the capacitive coupling of both coils is reduced by spacers in the crossover area. These spacers are located in the intersection area of the Coil conductors consist of a material of low dielectric constant and ensure a predetermined distance between the coil conductors, so that the formed between them parasitic capacitance can be kept small. Since the Spu If the holder is rigid, the problem here is changeable capacities due to deformation.

Eine Empfangsspule für NMR-Aufnahmen aus dem Kopfbereich eines Patienten ist aus der US 4,887,038 bekannt, in der vor geschlagen wird, flexible Spulen zu verwenden, die sich der Kopfkontur anpassen. Die zylindrische Spulenanordnung enthält hintereinandergeschaltete, zweifach gewickelte Spulen und ist im unteren, für die Kopfauflage vorgesehenen Teil von einem flexiblen Isolatormaterial eingefaßt. Das genannte Kopplungs problem kreuzender Spulenbahnen stellt sich hier nicht. Glei ches gilt für weitere vorgeschlagene flexible Empfangsspulen für NMR-Abbildungseinrichtungen, beispielsweise gemäß US 4,920,318 oder EP 0 384 061 A2. Aus der DE 40 03 138 A1 ist die Kombination einer Zylinderspule mit einer Spaltresonatorspu le, die gemeinsam eine Phasenschieber-QD-Spuleneinheit bil den, bekannt. Kopplungsproblemen wird hier durch Hinzufügen parallel geschalteter Kapazitäten und Induktivitäten begeg net. Des weiteren wird der Überlappungsbereich zwischen bei den Spulen so klein wie möglich gehalten. Im übrigen ist auch dort die QD-Spuleneinheit starr ausgeführt, was niedrige Emp findlichkeit und einen geringeren Signal/Rauschabstand (S/R- Verhältnis) zur Folge hat.A receiving coil for NMR recordings from the head area a patient is known from US 4,887,038, in the above is suggested to use flexible coils that are the Adjust head contour. The cylindrical coil assembly contains series-connected, double-wound coils and is in the lower part of a headrest edged flexible insulator material. The coupling mentioned there is no problem with crossing coil paths. Same The same applies to other proposed flexible reception coils for NMR imaging devices, for example according to US 4,920,318 or EP 0 384 061 A2. From DE 40 03 138 A1 Combination of a solenoid with a gap resonator le, which together form a phase shifter QD coil unit the, known. Coupling problems are solved here by adding capacitors and inductors connected in parallel net. Furthermore, the area of overlap between at kept the coils as small as possible. For the rest, too there the QD coil unit is rigid, which low Emp sensitivity and a lower signal-to-noise ratio (S / R- Ratio).

Demgegenüber liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu grunde, eine Quadratur-Detektionsspuleneinheit für ein MRI- Gerät anzugeben, die zur Erhöhung des Signal-Rauschabstands derart flexibel ausgestaltet ist, daß ein enger Kontakt mit dem zu untersuchenden Körperteil eines Patienten möglich ist, ohne daß bei Verformung der Empfangsspule durch die oben er wähnten Kopplungseffekte die Bildqualität beeinträchtigt wird.In contrast, the invention is therefore an object basic, a quadrature detection coil unit for an MRI Device to be used to increase the signal-to-noise ratio is so flexible that close contact with the body part of a patient to be examined is possible, without deformation of the receiving coil by the above he mentioned coupling effects impaired the picture quality becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Empfangs spulen-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus gestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und sind im folgenden Text näher erläutert.This object is achieved according to the invention by a reception Coil device according to claim 1 solved. Favorable off designs result from the subclaims and are in the following text explained in more detail.

Was die Empfangsspulenvorrichtung für das oben angegebene MRI-Gerät betrifft, macht es der flexible Abschnitt einfach, die Spulenvorrichtung in enger Berührung am Patienten anzu bringen, während der steife Abschnitt das Ausmaß der Ver formbarkeit der Spuleneinheiten begrenzt. Wenn die Längen der flexiblen und steifen Abschnitte geeignet abhängig von demjenigen Teil eines Patienten, von dem ein Bild zu erstel len ist, ausgewählt werden, können die Spuleneinheiten dem gemäß in engeren Kontakt mit dem Patienten gebracht werden, und die gegenseitige rechtwinklige Ausrichtung der Empfind lichkeitsrichtungen der zwei Spuleneinheiten kann dadurch aufrechterhalten werden, daß die Verformung begrenzt wird, die andernfalls die Empfindlichkeitsrichtungen der zwei Spu leneinheiten ändern würden. Demgemäß kann das S/R-Verhältnis verbessert werden.As for the receiving coil device for the above As for MRI equipment, the flexible section makes it easy to close the coil device in close contact with the patient bring while the stiff section the extent of ver formability of the coil units limited. If the lengths of flexible and rigid sections suitable depending on the part of a patient from which a picture is to be taken len is selected, the coil units can be brought into closer contact with the patient, and the mutual perpendicular alignment of sensation directions of the two coil units can thereby be maintained that the deformation is limited, otherwise the directions of sensitivity of the two Spu units would change. Accordingly, the S / R ratio be improved.

Das im Anspruch angegebene Spulenhalteteil kann immer zy lindrische Form einnehmen. Vorzugsweise sind Verbinder zum Anschließen und Abtrennen der ersten und zweiten Spulenein heit an den beiden Endbereichen des Spulenhalteteils vorhan den, und dieses ist bandförmig ausgebildet. In diesem Fall kann die Spulenvorrichtung in engerem Kontakt um einen ge wünschten Teil eines Patienten (z. B. die Taille) gelegt werden, und das Anpassen und Wegnehmen der Spulenvorrichtung kann einfacher erfolgen.The coil holding part specified in the claim can always zy take a lindric shape. Connectors are preferably for Connect and disconnect the first and second coils unit at the two end regions of the coil holding part and this is band-shaped. In this case can the coil device in closer contact by a ge desired part of a patient (e.g. the waist) and adjusting and removing the coil device can be done more easily.

Die erste Spuleneinheit kann eine Zylinderspuleneinheit und die zweite eine Sattelspuleneinheit sein. Alternativ können sowohl die erste wie auch die zweite Spuleneinheit Sattel spulen sein.The first coil unit can be a solenoid unit and the second is a saddle coil unit. Alternatively, you can both the first and the second coil unit saddle be spools.

Die erste und die zweite Spuleneinheit sind in solcher Weise angeordnet, daß sie einander überkreuzen, wobei der Überkreuzungsbereich der beiden Spuleneinheiten erfindungsge mäß in einem steifen Abschnitt angeordnet ist. Wenn die bei den Spuleneinheiten so am Spulenhalteteil befestigt sind, daß sie einander Überkreuzen, ist der Abstand zwischen ihnen an der Überkreuzungsstelle verringert. Eine weitere Abstandsver ringerung würde aufgrund einer Verformung des biegsamen Ab schnitts auftreten, wenn der Überkreuzungsbereich im biegsa men Abschnitt angeordnet wäre.The first and second coil units are in such Arranged so that they cross each other, the Crossover area of the two coil units according to the invention is arranged in a rigid section. If at the coil units are so attached to the coil holding part that they cross each other, the distance between them is on the crossover point decreased. Another distance ver would decrease due to a deformation of the flexible Ab cut occur when the crossover area in the biegsa men section would be arranged.

In diesem Fall würde wahrscheinlich eine Kopplung der zwei Spuleneinheiten auftreten. Wenn dagegen der Überkreu zungsbereich im steifen Abschnitt ausgebildet ist, kann kaum eine Verformung im Überkreuzungsbereich auftreten, weswegen es kaum zur obengenannten Kopplung kommen kann.In this case, a coupling of the two coil units occur. If, however, the cross area in the rigid section can hardly a deformation occurs in the crossover area, which is why the coupling mentioned above can hardly occur.

Das oben beschriebene Spulenhalteteil kann für die flexib len und die steifen Abschnitte aufgeteilt sein, und Verbin der zum Anschließen und Abtrennen der ersten und der zweiten Spuleneinheit können an beiden Endbereichen jeder der fle xiblen und steifen Abschnitte vorhanden sein. Wenn in diesem Fall eine flexible Einheit durch den flexiblen Abschnitt ge bildet wird, wobei ein Teil der ersten Spuleneinheit und ein Teil der zweiten Spuleneinheit vom flexiblen Abschnitt ge tragen wird, und die Verbinder an den beiden Endbereichen des biegsamen Abschnitts angebracht sind und wenn mehrere derartige flexible Einheiten mit unterschiedlichen Längen zwischen den Endbereichen vorbereitet werden, kann die Spu lenvorrichtung in engen Kontakt selbst dann mit dem Patien ten gebracht werden, wenn sich die Größe der Patienten oder des Bereichs, von dem ein Bild zu erstellen ist, ändern, wo bei die Anpassung durch Auswechseln der flexiblen Einheit abhängig von der Größe erfolgt.The coil holding part described above can be flexible for the len and the rigid sections are divided, and verbin the one for connecting and disconnecting the first and the second Coil unit can be attached to both ends of each of the fle xiblen and stiff sections. If in this Fall a flexible unit through the flexible section is formed, with a part of the first coil unit and a Part of the second coil unit from the flexible section will wear, and the connectors at the two end portions of the flexible section are attached and if several such flexible units with different lengths between the end areas, the Spu len device in close contact even with the patient if the size of the patient or of the area from which an image is to be taken change where when adapting by changing the flexible unit depending on the size.

Eine Induktionseinrichtung kann mit der ersten und/oder zweiten Spuleneinheit verbunden werden, damit die Änderung der Resonanzfrequenz der ersten Spuleneinheit im wesentli chen mit derjenigen der zweiten Spuleneinheit zur Überein stimmung kommt, welche Änderungen aus der Verformung der Spuleneinheiten resultieren, wenn das Spulenhalteteil an einem Patienten angebracht wird. In diesem Fall gleicht die so angebrachte Induktionseinheit die Änderungen in der Reso nanzfrequenz der ersten und zweiten Spuleneinheit im wesent lichen aus, wie sie aus deren Verformungen resultieren, wenn das Spulenhalteteil am Patienten angebracht wird. Demgemäß können die beiden Resonanzfrequenzen der beiden Spulenein heiten leicht mit der Frequenz der Kernspinresonanz in Über einstimmung gebracht werden. Demgemäß kann die Gesamtem pfindlichkeit der Spulenvorrichtung verbessert werden, was auch für das S/R-Verhältnis gilt.An induction device can with the first and / or second coil unit are connected to make the change the resonance frequency of the first coil unit essentially chen to match that of the second coil unit what changes comes from the deformation of the Coil units result when the coil holding part is on is attached to a patient. In this case it is the same so attached induction unit the changes in the reso nanzfrequenz the first and second coil unit essentially compensate for how they result from their deformations if the coil holding part is attached to the patient. Accordingly can be the two resonance frequencies of the two coils units with the frequency of nuclear magnetic resonance in excess be brought into the mood. Accordingly, the whole Sensitivity of the coil device can be improved what also applies to the S / R ratio.

Die vorstehend angegebene Induktionseinrichtung kann in Reihe mit der ersten und/oder zweiten Spuleneinheit geschal tet sein.The induction device specified above can in Formed row with the first and / or second coil unit be.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The invention will be more preferred in the following on the basis of some Embodiments with reference to the accompanying Described drawings.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Spulenvor richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 is a perspective view of a Spulenvor direction according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung, die den Über kreuzungsbereich zwischen einer Zylinderspuleneinheit und einer Sattelspuleneinheit in der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung im Detail zeigt; Fig. 2 is a perspective view showing the crossing area between a solenoid unit and a saddle coil unit in the coil device shown in Fig. 1 in detail;

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang einer Linie A-A′ in Fig. 2; Fig. 3 is a cross section along a line AA 'in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung, die den Verbin dungsbereich zwischen Spulenteilen der Sattelspuleneinheit der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung zeigt; Fig. 4 is a perspective view showing the connecting portion between coil parts of the saddle coil unit of the coil device shown in Fig. 1;

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung, die den Verbin dungsbereich zwischen anderen Spulenteilen der Sattelspulen einheit der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung im De tail zeigt; Fig. 5 is a perspective view showing the connec tion area between other coil parts of the saddle coil unit of the coil device shown in Fig. 1 in De tail;

Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung, die den Verbin dungsbereich zwischen Spulenteilen der Zylinderspuleneinheit in der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung im Detail zeigt; Fig. 6 is a perspective view showing the connection area between coil parts of the solenoid unit in the coil device shown in Fig. 1 in detail;

Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung, die einen Si gnalausgabebereich der Zylinderspuleneinheit der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung im Detail zeigt; Fig. 7 is a perspective view showing a signal output portion of the solenoid unit of the coil device shown in Fig. 1 in detail;

Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung, die den Zustand zeigt, wenn die in Fig. 1 dargestellte Spulenvorrichtung an einem Patienten angebracht wird; Fig. 8 is a perspective view showing the state when the coil device shown in Fig. 1 is attached to a patient;

Fig. 9 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Spu lenvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; Fig. 9 is a perspective view showing a spooling device according to another embodiment of the invention;

Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung, die den Zu stand zeigt, wenn die Spulenvorrichtung gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Patien ten angebracht wird; Fig. 10 is a perspective view showing the state when the coil device according to still another embodiment of the invention is attached to a patient;

Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung, die den Ver bindungsbereich zwischen Spulenteilen der Zylinderspulenein heit der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung im Detail zeigt, wie auch den Signalausgabebereich derselben; Fig. 11 is a perspective view showing the connection area between coil parts of the solenoid unit of the coil device shown in Fig. 1, as well as the signal output area thereof;

Fig. 12 ist eine perspektivische Darstellung, die den Ver bindungsbereich zwischen anderen Spulenteilen der Zylinder spuleneinheit der in Fig. 1 dargestellten Spulenvorrichtung im Detail zeigt; Fig. 12 is a perspective view showing the connection area between other coil parts of the cylinder coil unit of the coil device shown in Fig. 1 in detail;

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm für ein Beispiel des Aufbaus eines MRI-Geräts, das eine erfindungsgemäße Spulenvorrich tung verwendet; und Fig. 13 is a block diagram for an example of the structure of an MRI device using a coil device according to the present invention; and

Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen ein Beispiel für eine Signalempfangsschaltung des in Fig. 13 dargestell ten MRI-Gerätes zeigt. FIG. 14 is a block diagram showing in detail an example of a signal receiving circuit of the MRI device shown in FIG. 13.

Nachfolgend wird zunächst ein bevorzugtes Ausführungsbei spiel unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben.A preferred exemplary embodiment is described below with reference to FIGS. 1 to 9.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Spu lenvorrichtung (QD-Spuleneinheit) gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung zeigt. Die in der Zeichnung dar gestellte Spulenvorrichtung dient zur Verwendung bei einem MRI-Gerät vom Typ mit vertikalem Magnetfeld, und sie weist in groben Zügen steife Abschnitte 50a, 50b sowie flexible Abschnitte 60a, 60b auf. Die zwei Spuleneinheiten sind zu dieser Spulenvorrichtung zusammengesetzt. Diese Spulenein heiten weisen eine Zylinderspuleneinheit 100 und eine Sat telspuleneinheit 200 auf. Jede Spuleneinheit wird durch eine etwa 0,5 mm dicke Spulenfolie 70 aus einem Harz gebildet, die eine solche Länge aufweist, daß sie auf den gewünschten Teil eines Patienten aufgelegt werden kann, von dem ein Bild hergestellt werden soll. Die vorstehend angegebenen steifen Abschnitte 50a, 50b sind an zwei Stellen dieser Spulenfolie 70 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die steifen Abschnitte 50a, 50b an den Überkreuzungsstellen der Spuleneinheit. Jeder steife Abschnitt 50a, 50b weist eine mit der Oberfläche der Spulenfolie 70 dort, wo diese keine Spuleneinheiten aufweist, verbundene Trägerplatte 51a, 51b auf, wie auch Abdeckungen 52a, 52b, die von den Träger platten 51a, 51b entfernt werden können und die die Über kreuzungsbereiche der zwei Spuleneinheiten schützen. Die Spulen der steifen Abschnitte 50a, 50b können direkt auf den Trägerplatten 51a, 51b ausgebildet sein, also nicht auf der Spulenfolie 70. Fig. 1 is a perspective view lenvorrichtung a Spu (QD coil unit) according to a first exporting approximately example of the invention. The coil device shown in the drawing is for use in an MRI device of the type with a vertical magnetic field, and it roughly has rigid sections 50 a, 50 b and flexible sections 60 a, 60 b. The two coil units are assembled to form this coil device. These Spulenein units have a solenoid unit 100 and a Sat telspuleneinheit 200 . Each coil unit is formed by an approximately 0.5 mm thick coil foil 70 made of a resin which is of such a length that it can be placed on the desired part of a patient from whom an image is to be produced. The rigid sections 50 a, 50 b specified above are arranged at two locations on this coil film 70 . In this embodiment, the rigid sections 50 a, 50 b are located at the crossover points of the coil unit. Each rigid section 50 a, 50 b has a support plate 51 a, 51 b connected to the surface of the coil film 70 where it has no coil units, as well as covers 52 a, 52 b, which plates 51 a, 51 b can be removed and protect the crossing areas of the two coil units. The coils of the rigid sections 50 a, 50 b can be formed directly on the carrier plates 51 a, 51 b, ie not on the coil foil 70 .

Nachfolgend werden die zwei Spuleneinheiten beschrieben. Zu den zwei Spuleneinheiten gehören die Zylinderspuleneinheit 100 und die Sattelspuleneinheit 200, wie oben angegeben. Diese Spuleneinheiten wirken jedoch erst dann als Spule, wenn Verbinder 227, 118 sowie 228, 119, die in den beiden Endbereichen der Spulenfolie 70 angeordnet sind, ineinander gesteckt werden. Die Zylinderspuleneinheit 100 wird auf sol che Weise gebildet, daß sie in Umfangsrichtung vorhanden ist, wenn die Spulenfolie 70 zylindrisch z. B. um den Leib des Patienten gelegt wird, und die Sattelspuleneinheit 200 ist so angeordnet, daß ihre Signalempfangsrichtung die Si gnalempfangsrichtung der Zylinderspuleneinheit 100 recht winklig kreuzt.The two coil units are described below. The two coil units include the solenoid unit 100 and the saddle coil unit 200 as stated above. However, these coil units only act as a coil when connectors 227 , 118 and 228 , 119 , which are arranged in the two end regions of the coil film 70 , are inserted into one another. The solenoid unit 100 is formed in such a manner that it is present in the circumferential direction when the coil foil 70 is cylindrical z. B. is placed around the patient's body, and the saddle coil unit 200 is arranged so that its signal reception direction crosses the Si gnalempfgangsrichtung the solenoid unit 100 at an angle.

Der Aufbau der Sattelspuleneinheit 200 wird zunächst erläu tert. Die Sattelspuleneinheit 200 weist ein Paar Spulen auf. Eine der Spulen, die die Sattelspuleneinheit 200 bildet, weist Spulenteile 211, 212, 213, 214 aus einem leitenden Ma terial, z. B. aus einer Kupferschicht, drei gedruckte Sub strate 251, gedruckte Substrate 261 und Kondensatoren auf, auf die noch später eingegangen wird. Die andere, die Sat telspuleneinheit 200 aufbauende Spule weist Spulenteile 221, 222, 223, 224, 225, 213, gedruckte Substrate 251, 261, Kon densatoren sowie zwei Buchsenverbinder 227 und zwei Stecker verbinder 228 auf. Die Leiterschleife beider Spulen, die die Sattelspuleneinheit 200 bilden, weist jeweils im wesentli chen dieselbe Länge auf. Unter den vorstehend angegebenen Aufbauteilen sind die gedruckten Substrate 251 vorhanden, um die Spulenteile untereinander zu verbinden, während die ge druckten Substrate 261 dazu vorhanden sind, die Spulenteile miteinander zu verbinden, und um Anschlußleitungen 271, 272 anzuschließen, auf die weiter unten eingegangen wird.The structure of the saddle coil unit 200 is first explained. The saddle coil unit 200 has a pair of coils. One of the coils forming the saddle coil unit 200 has coil parts 211 , 212 , 213 , 214 made of a conductive material, e.g. B. from a copper layer, three printed sub strates 251 , printed substrates 261 and capacitors, which will be discussed later. The other, the satellite coil unit 200 building coil has coil parts 221 , 222 , 223 , 224 , 225 , 213 , printed substrates 251 , 261 , capacitors and two socket connectors 227 and two connector connectors 228 . The conductor loop of both coils, which form the saddle coil unit 200 , each has essentially the same length. Among the above-mentioned construction parts, the printed substrates 251 are provided for connecting the coil parts to one another, while the printed substrates 261 are available for connecting the coil parts to one another and for connecting connecting leads 271 , 272 , which will be discussed further below.

Nachfolgend wird der Aufbau der Zylinderspuleneinheit 100 beschrieben. Die Zylinderspuleneinheit 100 bei diesem Aus führungsbeispiel wird dadurch hergestellt, daß zwei Spulen mit jeweils einer einzigen Windung parallel geschaltet wer den. Anders gesagt wird die Zylinderspuleneinheit 100 da durch hergestellt, daß über ein gedrucktes Substrat 116 zwei Spulen mit jeweils einer einzigen Windung mit Windungsteilen 111, 112, 113 aus einem leitenden Material, wie einer Kup ferschicht, miteinander verbunden werden, wobei gedruckte Substrate 116, 117 in den zwei Verbindungsbereichen zwischen den Spulenteilen 111 und 113 sowie zwischen den Spulenteilen 112 und 113 vorhanden sind. Weiterhin sind Kondensatoren, auf die weiter unten eingegangen wird, sowie Steckerverbin der 118 und Buchsenverbinder 119 vorhanden, die in den End bereichen der Spulenteile 111 und 113 angeordnet sind.The structure of the solenoid unit 100 is described below. The solenoid unit 100 in this exemplary embodiment is made by connecting two coils with a single turn in parallel. The solenoid assembly is in other words 100 as produced by that 116 two coils, respectively, are connected by a printed substrate having a single winding with winding portions 111, 112, 113 ferschicht of a conductive material such as a Kup, wherein printed substrates 116, 117 are present in the two connection areas between the coil parts 111 and 113 and between the coil parts 112 and 113 . Furthermore, capacitors, which will be discussed further below, and plug connector 118 and socket connector 119 are provided, which are arranged in the end regions of the coil parts 111 and 113 .

Die Verbinder 227, 228, 118, 119 bei diesem Ausführungsbei spiel sind so angebracht, daß die Spuleneinheit leicht an einem Patienten angebracht und von ihm weggenommen werden kann. Wenn diese Einfachheit beim Anlegen und Wegnehmen kein Erfordernis ist, ist es auch möglich, einen Aufbau zu ver wenden, bei dem die Spulenfolie 30 zylindrisch ausgebildet ist, und die Verbinder wegzulassen und vorgegebene Spulentei le miteinander zu verbinden.The connectors 227 , 228 , 118 , 119 in this embodiment are mounted so that the coil unit can be easily attached to and removed from a patient. If this simplicity in putting on and taking away is not a requirement, it is also possible to use a structure in which the coil sheet 30 is cylindrical and omit the connectors and connect predetermined coil parts to each other.

Anschließend werden Details der Aufbauten der zwei Spulen einheiten 100, 200 erläutert. Zunächst wird der Überkreu zungsbereich zwischen der Sattelspuleneinheit 200 und der Zylinderspuleneinheit 100 erklärt. Fig. 2 zeigt den Über kreuzungsbereich zwischen dem Spulenteil 225 der Sattelspu leneinheit 200 und dem Spulenteil 111 der Zylinderspulenein heit 100 im Detail. Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang einer Linie A-A′ in Fig. 2. Wie bereits beschrieben, wird die schwimmende (potentialfreie) Kapazität zwischen den Spulen vorzugsweise vorab so weit wie möglich verringert, um eine kapazitive Kopplung zwischen den Spulen zu verringern.Then details of the structures of the two coil units 100 , 200 are explained. First, the crossover area between the saddle coil unit 200 and the solenoid unit 100 is explained. Fig. 2 shows the crossover area between the coil part 225 of the saddle coil unit 200 and the coil part 111 of the solenoid unit 100 in detail. Fig. 3 is a cross section along a line AA 'in Fig. 2. As already described, the floating (floating) capacitance between the coils is preferably reduced in advance as much as possible to reduce capacitive coupling between the coils.

Dieses Ausführungsbeispiel verwendet eine Kupferschicht vor gegebener Breite für das Spulenteil. Im Überkreuzungsbereich der Spulen wird die Breite des Spulenteils 225 der Sattel spuleneinheit 200 und die Breite des Spulenteils 111 der Zylinderspuleneinheit 100 auf eine vorgegebene Breite ver ringert, und gleichzeitig wird der Abstand zwischen diesen Spulenteilen auf einen vorgegebenen Wert eingestellt. Wenn die Breite der sich überkreuzenden Spulenteile z. B. 10 mm beträgt, weist der Abstand vorzugsweise eine Größe von min destens 5 mm auf, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Abstand nimmt vorzugsweise zu, wenn die Breite der einander über kreuzenden Spulenteile zunimmt.This embodiment uses a copper layer in front of a given width for the coil part. In the crossover area of the coils, the width of the coil part 225 of the saddle coil unit 200 and the width of the coil part 111 of the solenoid unit 100 are reduced to a predetermined width, and at the same time the distance between these coil parts is set to a predetermined value. If the width of the intersecting coil parts z. B. is 10 mm, the distance preferably has a size of at least 5 mm, as shown in Fig. 3. The distance preferably increases as the width of the coil parts crossing one another increases.

Nachfolgend werden die Verbindungsbereiche für jedes Spulen teil unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 beschrieben. Die Fig. 4 und 5 zeigen den Verbindungsbereich zwischen den Spu lenteilen der Sattelspuleneinheit im Detail. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind die Spulenteile 211 und 212 und die Spu lenteile 224 und 225 auf dem Substrat 251 miteinander über jeweilige Kondensatoren 260 verbunden. Das gedruckte Sub strat 251 ist so ausgebildet, daß es die Spulenteile durch eine Lötung festhält, damit sich diese nicht von der Spulen folie 70 abschälen, wenn diese in zylindrische Form gebogen werden und damit die Kondensatoren 260 einfach angebracht werden können. Vier im wesentlichen dreieckige Leiterberei che (Druckmuster) 252 mit einem Bereich, der etwas breiter ist, als es die Spulenteile sind, ist auf dem gedruckten Substrat 251 angebracht, und jedes Spulenteil und jeder Kon densator 260 sind mit jeweils einem Leiterbereich 252 verlö tet. Der Verbindungsbereich zwischen den anderen Spulentei len weist im wesentlichen einen ähnlichen Aufbau auf.The connection areas for each coil part are described below with reference to FIGS. 4 to 7. FIGS. 4 and 5 show the connection area between the Spu lenteilen the saddle coil unit in detail. As shown in FIG. 4, the coil parts 211 and 212 and the coil parts 224 and 225 on the substrate 251 are connected to each other via respective capacitors 260 . The printed sub strat 251 is designed so that it holds the coil parts by soldering so that they do not peel from the coil foil 70 when they are bent into a cylindrical shape and so that the capacitors 260 can be easily attached. Four substantially triangular conductor areas (printed patterns) 252 with an area slightly wider than the coil parts are mounted on the printed substrate 251 , and each coil part and each capacitor 260 are soldered to a conductor area 252, respectively. The connection area between the other coil parts has essentially a similar structure.

Nachfolgend wird der Signalausgabebereich der Sattelspulen einheit 200 erläutert. Dieser ist im Bereich des gedruckten Substrates 261 in dem in Fig. 1 dargestellten steifen Ab schnitt 50a angeordnet. Das Detail ist in Fig. 5 darge stellt. Leiterbereiche 262, 263, 264 sind auf dem gedruckten Substrat 261 angeordnet, und das Spulenteil 213 ist mit dem Leiterbereich 262 verlötet. Die Spulenteile 212 und 225 sind mit dem Leiterbereich 264 verlötet, und Kondensatoren 270 sind zwischen die Leiterbereiche 262 und 263 sowie zwischen die Leiterbereiche 263 und 264 geschaltet. Anschlußdrähte (Signalleitungen) 271 und 272 der Spuleneinheit erstrecken sich von den Leiterbereichen 263 und 264 aus.The signal output range of the saddle coil unit 200 is explained below. This is arranged in the region of the printed substrate 261 in the rigid section 50 a shown in FIG. 1. The detail is shown in Fig. 5 Darge. Conductor regions 262 , 263 , 264 are arranged on the printed substrate 261 , and the coil part 213 is soldered to the conductor region 262 . The coil parts 212 and 225 are soldered to the conductor region 264 , and capacitors 270 are connected between the conductor regions 262 and 263 and between the conductor regions 263 and 264 . Lead wires (signal lines) 271 and 272 of the coil unit extend from the conductor areas 263 and 264 .

Nachfolgend wird der Verbindungsbereich zwischen den Spulen teilen der Zylinderspuleneinheit 100 und seinem Eingabe/Aus gabe-Bereich erläutert. Fig. 6 zeigt den Anschluß der Spu lenteile am gedruckten Substrat 117, wie in Fig. 1 darge stellt. Vier Leiterbereiche 120 sind auf dem gedruckten Sub strat 117 ausgebildet. Die Spulenteile 112 und 113 sind mit diesen Leiterbereichen verlötet, und diejenigen Leiterberei che, an die die Spulenteile 112 und 113 angeschlossen sind, sind ihrerseits miteinander über die jeweiligen Kondensato ren 160 verbunden.The connection area between the coil parts of the solenoid unit 100 and its input / output area is explained below. Fig. 6 shows the connection of the Spu lenteile on the printed substrate 117 , as shown in Fig. 1 Darge. Four conductor areas 120 are formed on the printed substrate 117 . The coil parts 112 and 113 are soldered to these conductor areas, and those conductor areas to which the coil parts 112 and 113 are connected are in turn connected to one another via the respective capacitors 160 .

Fig. 7 zeigt den Signalausgabebereich der Zylinderspulenein heit 100. Drei Leiterbereiche 121, 122 und 123 sind an drei Stellen des gedruckten Substrats 116 ausgebildet, und die Spulenteile 111, 112 sind mit diesen Leiterbereichen verlö tet. Die Leiterbereiche 121 und 122 sind miteinander über den Kondensator 170 verbunden, und die Leiterbereiche 122 und 123 sind entsprechend miteinander über einen anderen Kondensator 170 verbunden. Auf diese Weise werden zwei Spu len mit jeweils einer einzigen Wicklung zueinander parallel geschaltet. Anschlußdrähte (Signalleitungen) 171 und 172 sind von diesen als Verbindungspunkte wirkenden Leiterberei chen 121, 122 nach außen geführt. Fig. 7 shows the signal output range of the standardized Zylinderspulenein 100th Three conductor regions 121 , 122 and 123 are formed at three locations on the printed substrate 116 , and the coil parts 111 , 112 are soldered to these conductor regions. Conductor regions 121 and 122 are connected to each other via capacitor 170 , and conductor regions 122 and 123 are connected to each other via another capacitor 170 , respectively. In this way, two spools with a single winding each are connected in parallel. Lead wires (signal lines) 171 and 172 are out of these conductor areas acting as connection points 121 , 122 to the outside.

Eine Spulenvorrichtung mit dem oben angegebenen Aufbau wird an einem Patienten dadurch angebracht, daß ihre flexiblen Abschnitte 50a, 50b um den Patienten gelegt werden und dann die Verbinder 227, 228, 118, 119 miteinander verbunden wer den, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Die Richtung der Spulenvorrichtung bei diesem Umbiegen ist vorzugsweise so, daß die in Fig. 1 dargestellten Abdeckungen 52a, 52b nach außen zeigen. Dies, weil ein Vorsprung im Überkreuzungsbe reich der zwei Spuleneinheiten 200, 100 besteht und weil dann, wenn dieser Vorsprung nach innen gerichtet ist, die Spuleneinheit nicht in engeren Kontakt mit dem Patienten gebracht werden kann.A coil device having the above structure is attached to a patient by placing their flexible portions 50 a, 50 b around the patient and then connecting the connectors 227 , 228 , 118 , 119 together as shown in FIG. 8 is shown. The direction of the coil device during this bending is preferably such that the covers 52 a, 52 b shown in FIG. 1 point outwards. This is because there is a protrusion in the crossover area of the two coil units 200 , 100 and because when this protrusion is directed inward, the coil unit cannot be brought into closer contact with the patient.

Die Spulenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nicht über ihre gesamte Länge in Umfangsrichtung flexibel, wenn sie in Zylinderform umgebogen wird, sondern sie weist die flexiblen Abschnitte 60a, 60b und die steifen Abschnitte 50a, 50b auf. Demgemäß kann die Verformung der Spulenvor richtung, die zum Verlust der rechtwinkligen gegenseitigen Ausrichtung der Empfindlichkeitsrichtungen der zwei Spulen einheiten 200, 100 führen würde, begrenzt werden, während doch Verformung in radialer Richtung möglich ist. Anders gesagt wird, wenn die Spulenvorrichtung zur Anpassung an einen Patienten umgebogen wird, die Gesamtverformung der Spulenvorrichtung zu z. B. elliptisch zylindrischer Form zu gelassen, während eine örtliche Verformung, wie ein Zusam menfallen eines Teils der zylindrischen Form, kaum auftritt. Demgemäß kann diese Spulenvorrichtung in engeren Kontakt mit einem Patienten gebracht werden, und darüber hinaus kann sie ein Abfallen des S/R-Verhältnisses verhindern, während gleichzeitig eine gegenseitige rechtwinklige Ausrichtung der Empfindlichkeitsrichtungen der zwei Spuleneinheiten 200, 100 sichergestellt wird.The coil device according to this embodiment is not flexible over its entire length in the circumferential direction when it is bent into a cylindrical shape, but it has the flexible sections 60 a, 60 b and the rigid sections 50 a, 50 b. Accordingly, the deformation of the Spulenvor direction, which would lead to the loss of the perpendicular mutual alignment of the sensitivity directions of the two coil units 200 , 100 can be limited, while deformation in the radial direction is possible. In other words, if the coil device is bent over to adapt to a patient, the total deformation of the coil device to e.g. B. elliptical cylindrical shape, while local deformation, such as a coincidence of a part of the cylindrical shape, hardly occurs. Accordingly, this coil device can be brought into closer contact with a patient and, moreover, it can prevent a drop in the S / R ratio, while at the same time ensuring a perpendicular alignment of the sensitivity directions of the two coil units 200 , 100 .

Nachfolgend wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfin dung erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die in Fig. 1 dargestellte Spulenvorrichtung in vier Bereiche un terteilt, d. h. zwei steife Abschnitte 50a, 50b und zwei flexible Abschnitte 60a, 60b, und diese Abschnitte sind über Verbinder miteinander verbunden. Nachfolgend wird dieses Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert.Another embodiment of the invention is explained below. In this embodiment, the coil device shown in FIG. 1 is divided into four areas, ie two rigid sections 50 a, 50 b and two flexible sections 60 a, 60 b, and these sections are connected to one another via connectors. This exemplary embodiment is explained below with reference to FIG. 9.

In Fig. 9 bezeichnen Bezugszeichen 500a und 500b steife Ab schnitte und Bezugszeichen 600a und 600b flexible Abschnit te. Der steife Abschnitt 500a wird dadurch gebildet, daß der flexible Abschnitt 60a, wie er auf den in Fig. 1 darge stellten steifen Abschnitt 50a folgt, abgetrennt wird, und Steckverbinder 227 auf den Spulenteilen aufgebracht werden. Ein Paar Spulen, die in diesem steifen Abschnitt 500a die Sattelspuleneinheit bilden, ist vorzugsweise symmetrisch zu einander ausgebildet. Der steife Abschnitt 500b wird dadurch gebildet, daß die flexiblen Abschnitte 60a, 60b zu beiden Enden des in Fig. 1 dargestellten steifen Abschnitts 50b ab getrennt werden und Steckverbinder 227 an den Spulenteilen an beiden abgetrennten Endbereichen angebracht werden. Auch in diesem steifen Abschnitt 500b ist ein Paar Spulen, die die Sattelspuleneinheit bilden, vorzugsweise symmetrisch zu einander ausgebildet. Die flexiblen Abschnitte 600a und 600b sind so ausgebildet, daß sie Buchsenverbinder 228 an den beiden Enden des verbleibenden flexiblen Abschnitts aufwei sen, von dem die steifen Bereiche 500a und 500b abgetrennt sind, verglichen mit der oben beschriebenen, in Fig. 1 dar gestellten Spulenvorrichtung. In diesem Fall entspricht die Länge des flexiblen Abschnitts 600a derjenigen des flexiblen Abschnitts 600b.In Fig. 9, reference numerals 500 a and 500 b denote rigid sections and reference numerals 600 a and 600 b flexible sections. The rigid section 500 a is formed in that the flexible section 60 a, as follows the stiff section 50 a shown in FIG. 1, is separated, and connectors 227 are applied to the coil parts. A pair of coils, which form the saddle coil unit in this rigid section 500 a, is preferably formed symmetrically to one another. The rigid section 500 b is formed in that the flexible sections 60 a, 60 b are separated from both ends of the rigid section 50 b shown in FIG. 1, and connectors 227 are attached to the coil parts at both separated end regions. Also in this rigid section 500 b, a pair of coils, which form the saddle coil unit, are preferably formed symmetrically to one another. The flexible portions 600 a and 600 b are formed so that they have socket connector 228 at the two ends of the remaining flexible portion, from which the rigid regions 500 a and 500 b are separated, compared to that described above in FIG. 1st is provided coil device. In this case, the length of the flexible section 600 a corresponds to that of the flexible section 600 b.

Neben dem Satz flexibler Abschnitte 600a und 600b stellt dieses Ausführungsbeispiel mehrere Sätze flexibler Abschnit te unterschiedlicher Längen für jeweils einen Satz steifer Abschnitte 500a und 500b zur Verfügung, so daß die flexiblen Abschnitte im Satz ausgetauscht werden können, um Änderungen in Zusammenhang mit dem Bereich des Patienten zu meistern, von dem ein Bild zu erzeugen ist, oder Änderungen der Größe des Patienten, selbst wenn vom selben Teil ein Bild zu er zeugen ist.In addition to the set of flexible sections 600 a and 600 b, this embodiment provides several sets of flexible sections of different lengths for each set of rigid sections 500 a and 500 b, so that the flexible sections in the set can be exchanged for changes in connection with to master the area of the patient from which an image is to be produced, or changes in the size of the patient, even if an image of the same part is to be produced.

Bei der Spulenvorrichtung jeder der vorstehenden Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung sind zwei Spuleneinheiten an flexiblen Spulenhalteteilen so angebracht, daß sich ihre Signalempfangsrichtungen rechtwinklig kreuzen, und die stei fen Abschnitte sind so angeordnet, daß sie das Ausmaß der Verformbarkeit der flexiblen Teile verringern, wenn diese in Zylinderform gebracht werden. Vorzugsweise wird jedoch wei ter bevorzugt, das Auftreten einer solchen Verformung zu vermeiden, gemäß der die Durchmesser an den beiden Endberei chen des flexiblen Abschnitts jeweils voneinander verschie den werden. Eine Gegenmaßnahme könnte darin bestehen, die Steifheit in Umfangsrichtung der zylindrischen Form des fle xiblen Teils selbst größer zu machen, als es der Steifheit in Längsrichtung entspricht (Richtung quer zur Umfangsrich tung). Ein Verfahren, das in diesem Fall eingesetzt werden kann, ist ein solches, bei dem ein verstärkendes Teil am flexiblen Teil angebracht wird, wie auch ein solches, gemäß dem ein flexibles Teil selbst aus einem Verbundteil eines Fasermaterials hergestellt wird, wobei die Anzahl von Fasern in Umfangsrichtung größer gewählt wird als die Anzahl von Fasern in Längsrichtung.In the coil device, each of the above Examples of the invention are two coil units flexible coil holding parts attached so that their Cross the signal reception directions at right angles, and the stei fen sections are arranged so that they the extent of Reduce deformability of the flexible parts when in Bring cylindrical shape. Preferably, however, is white ter preferred to the occurrence of such deformation avoid according to the diameters at the two end areas chen of the flexible section each shift that will. A countermeasure could be: Stiffness in the circumferential direction of the cylindrical shape of the fle xiblen part to make itself larger than it stiffness corresponds in the longitudinal direction (direction transverse to the circumferential direction tung). A procedure that can be used in this case can, is one in which a reinforcing part on flexible part is attached, as well as such, according to a flexible part itself from a composite part of a Fiber material is produced, the number of fibers is selected to be larger in the circumferential direction than the number of Longitudinal fibers.

Anschließend wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 erläutert. Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung, die einen Zu stand zeigt, wenn die Spulenvorrichtung gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel an einem Patienten angebracht ist. Fig. 11 zeigt den Verbindungsbereich zwischen den Spulenteilen der Zylinderspuleneinheit der in Fig. 10 dargestellten Spulen vorrichtung. Fig. 12 zeigt den Verbindungsbereich zwischen anderen Spulenteilen der Zylinderspuleneinheit der in Fig. 10 dargestellten Spulenvorrichtung. In den Fig. 10 und 12 werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um entsprechende Komponenten wie bei den in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Spulenvorrichtungen zu kennzeichnen; die Beschreibung der artiger Komponenten wird nicht wiederholt.A further exemplary embodiment of the invention is subsequently explained with reference to FIGS. 10 to 12. Fig. 10 is a perspective view showing a to stand, when the coil device according to this example approximately exporting is attached to a patient. Fig. 11 shows the connection area between the coil parts of the solenoid unit of the coil device shown in Fig. 10. FIG. 12 shows the connection area between other coil parts of the solenoid unit of the coil device shown in FIG. 10. The same reference numerals are used in FIGS. 10 and 12 to identify corresponding components as in the coil devices shown in FIGS . 1 to 8; the description of the like components is not repeated.

Der Unterschied der in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Spu lenvorrichtung zu derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 8 liegt darin, daß die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Teile in die in den Fig. 11 bzw. 12 dargestellten abgeändert sind. Anders gesagt weist die Zylinderspuleneinheit 100 bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Spulen mit jeweils einer einzigen Wicklung auf, die in Reihe geschaltet sind, und eine Induk tionseinrichtung 335 ist in Reihe mit einem mittleren Be reich der Zylinderspuleneinheit 100 geschaltet.The difference of the Spu lenvorrichtung shown in FIGS . 10 to 12 to that of FIGS . 1 to 8 is that the parts shown in FIGS . 6 and 7 are changed to that shown in FIGS . 11 and 12 respectively. In other words, the solenoid unit 100 in this embodiment has two coils, each with a single winding, which are connected in series, and an induction device 335 is connected in series with a central region of the solenoid unit 100 .

Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Erklärung. Wie in Fig. 11 dargestellt, sind Leiterbereiche 301, 302, 303, 304, 305 und 306 auf einem gedruckten Substrat 300 aufgebracht. Die zwei Spulenteile 113 sind mit den Leiterbereichen 301 bzw. 302 verlötet, und die Spulenteile 113 sind mit den Leiterbe reichen 303 bzw. 304 verlötet. Die Leiterbereiche 301 und 306 sind miteinander über einen Kondensator 307 verbunden, und die Leiterbereiche 302 und 306 sind entsprechend mitein ander über einen Kondensator 308 verbunden. Die Leiterberei che 303 und 306 sind miteinander über einen Kondensator 309 verbunden, und die Induktionseinrichtung 335 ist zwischen die Leiterbereiche 304 und 305 eingefügt. Anschlußdrähte (Signalleitungen) 310 und 311 erstrecken sich von den Lei terbereichen 301 bzw. 306 aus.A detailed explanation follows below. As shown in FIG. 11, conductor areas 301 , 302 , 303 , 304 , 305 and 306 are applied to a printed substrate 300 . The two coil parts 113 are soldered to the conductor areas 301 and 302 , and the coil parts 113 are soldered to the conductor areas 303 and 304, respectively. The conductor regions 301 and 306 are connected to one another via a capacitor 307 , and the conductor regions 302 and 306 are correspondingly connected to one another via a capacitor 308 . The conductor areas 303 and 306 are connected to one another via a capacitor 309 , and the induction device 335 is inserted between the conductor regions 304 and 305 . Lead wires (signal lines) 310 and 311 extend from the conductor areas 301 and 306, respectively.

Leiterbereiche 313, 314, 315 und 316 sind auf einem gedruck ten Substrat 312 ausgebildet, wie in Fig. 12 dargestellt. Die zwei Spulenteile 111 sind mit den Leiterbereichen 313 und 314 verlötet, während die zwei Spulenteile 112 mit den Leiterbereichen 315 und 316 verlötet sind. Die Leiterberei che 313 und 316 sind miteinander über einen Kondensator 317 verbunden, und die Leiterbereiche 314 und 315 sind mitein ander über einen Kondensator 318 verbunden.Conductor regions 313 , 314 , 315 and 316 are formed on a printed substrate 312 as shown in FIG. 12. The two coil parts 111 are soldered to the conductor regions 313 and 314 , while the two coil parts 112 are soldered to the conductor regions 315 and 316 . The conductor areas 313 and 316 are connected to one another via a capacitor 317 , and the conductor regions 314 and 315 are connected to one another via a capacitor 318 .

Da die Induktionseinrichtung 335 in Reihe zur Zylinderspu leneinheit 100 geschaltet ist, erhöht sie die Induktivität der Zylinderspuleneinheit 100 insgesamt. Der Widerstandswert der Induktionseinrichtung 335 führt zu einem Abfall des Q- Werts der Zylinderspuleneinheit. Daher weist die Induktions einrichtung 335 vorzugsweise einen Querschnitt auf, der so groß wie möglich ist.Since the induction device 335 is connected in series with the cylinder coil unit 100 , it increases the inductance of the cylinder coil unit 100 as a whole. The resistance value of the induction device 335 leads to a drop in the Q value of the solenoid unit. Therefore, the induction device 335 preferably has a cross section that is as large as possible.

Wenn die Spulenvorrichtung (QD-Spuleneinheit) dieses Ausfüh rungsbeispiels dieselbe Form aufweist, wie sie für den Fall der oben angegebenen Gleichung (1) vorausgesetzt ist, wird die Resonanzfrequenz f′₁ der Zylinderspuleneinheit 100 durch die folgende Gleichung (3) gegeben, wobei die Induktivität der in Reihe mit der Zylinderspuleneinheit 100 geschalteten Induktionseinrichtung 335 ΔL ist, die Kapazität des Reso nanzkreises einschließlich der Zylinderspuleneinheit 100, wie sie hinter diese Induktionseinrichtung 335 geschaltet ist, C₁ ist, und die Induktivität der Zylinderspuleneinheit L₁ ist:If the coil device (QD coil unit) of this embodiment has the same shape as that in the case of the above-mentioned equation (1), the resonance frequency f'₁ of the solenoid unit 100 is given by the following equation (3), the is inductance of the series-connected with the cylindrical coil unit 100 inductor 335 .DELTA.L, the capacity of the Reso nanzkreises including the solenoid unit 100 as it is connected in this induction device 335, C₁, and the inductance of the cylindrical coil unit L₁:

Hier wird angenommen, daß die Resonanzfrequenz f′₁ mit der Frequenz für magnetische Kernspinresonanz dadurch zur Über einstimmung gebracht wird, daß die Kapazität durch die Kapa zitätsdiode usw. im Resonanzkreis auf den Wert C₁ gebracht wird. Wenn angenommen wird, daß die Induktivität der Zylin derspuleneinheit 100 L₂ ist, wenn die Spulenvorrichtung ge mäß diesem Ausführungsbeispiel eine Formänderung auf diesel be Form erfährt wie im Fall der oben angegebenen Gleichung (2) und dabei die Kapazität unverändert bleibt, ergibt sich:Here it is assumed that the resonance frequency f'₁ is brought to agreement with the frequency for magnetic nuclear magnetic resonance by the capacitance being brought about by the capacitance diode, etc. in the resonance circuit to the value C₁. If it is assumed that the inductance of the cylinder coil unit is 100 L₂, if the coil device according to this exemplary embodiment undergoes a shape change to the same shape as in the case of the above-mentioned equation (2) and the capacitance remains unchanged, the following results:

Hier stimmen die beiden Resonanzfrequenzen f₁ und f′₁ mit der Frequenz bei Kernspinresonanz überein, also f₁ = f′₁. Aus den Gleichungen (1) und (3) ergibt sich damit:Here agree the two resonance frequencies f₁ and f'₁ with the frequency at magnetic resonance match, so f₁ = f'₁. From equations (1) and (3) we get:

C₁ = C₀ × L₁/(L₁ + ΔL).C₁ = C₀ × L₁ / (L₁ + ΔL).

Hieraus kann Gleichung (4) wie folgt umgeschrieben werden:From this, equation (4) can be rewritten as follows:

Durch Vergleich dieser Gleichung (5) mit Gleichung (2) ist erkennbar, daß die Resonanzfrequenz der Zylinderspulenein seit 100 durch die Induktivität ΔL der eingefügten Induk tionseinrichtung 335 verändert werden kann, wenn die Spule verformt wird. Anders gesagt, kann die Resonanzfrequenz of fensichtlich durch die einzufügende Induktivität ΔL einge stellt werden.By comparing this equation (5) with equation (2) it can be seen that the resonance frequency of the solenoids since 100 can be changed by the inductance ΔL of the inductor 335 inserted when the coil is deformed. In other words, the resonance frequency can obviously be set by the inductance ΔL to be inserted.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß eine Änderung der Resonanzfrequenz der Zylinderspuleneinheit 100 dadurch eingestellt werden kann, daß eine Induktionseinrich tung 335 mit einem gewissen Induktivitätswert in Reihe zur Zylinderspuleneinheit geschaltet wird, und diese Änderung kann zur Übereinstimmung mit der Änderung der Resonanzfre quenz der Sattelspuleneinheit 200 gebracht werden, was da durch erfolgt, daß durch Versuche usw. bestimmt wird, wel ches der geeignete Induktivitätswert für eine einzufügende Induktionseinrichtung 335 ist. Beim oben beschriebenen Bei spiel einer Verformung der Spulenvorrichtung, bei der sich die Höhe von 170 mm auf 210 mm ändert, ergibt sich als ΔL- Wert für die einzufügende Induktivität ein Wert von etwa 0,4 µH, wenn die Berechnung gemäß Gleichung (4) auf Grundla ge der Änderungen der Resonanzfrequenzen der Zylinderspulen einheit 100 und der Sattelspuleneinheit 200 erfolgt. Die Er finder der vorliegenden Erfindung haben durch Versuche unter Verwendung des oben angegebenen Induktivitätswertes ΔL be stätigt, daß die Änderung der Resonanzfrequenz für beide Spuleneinheiten 259 kHz ist.From the above explanation, it can be seen that a change in the resonance frequency of the solenoid unit 100 can be adjusted by connecting an induction device 335 having a certain inductance value in series with the solenoid unit, and this change can be in accordance with the change in the resonance frequency of the saddle coil unit 200 are brought about, which is done by determining through trials, etc., which is the suitable inductance value for an induction device 335 to be inserted. In the above-described example of a deformation of the coil device in which the height changes from 170 mm to 210 mm, the ΔL value for the inductance to be inserted is approximately 0.4 µH if the calculation according to equation (4) based on the changes in the resonance frequencies of the solenoid unit 100 and the saddle coil unit 200 . The inventors of the present invention have confirmed by experiments using the above inductance value ΔL that the change in the resonance frequency for both coil units is 259 kHz.

Da die Induktionseinrichtung 335 wie oben angegeben ange schlossen ist, kann das Ausmaß der Änderung in der Resonanz frequenz jeder der Spuleneinheiten 100, 200, die aus einer Verformung der Zylinderspuleneinheit 100 und der Sattelspu leneinheit 200 resultiert, wenn die Spulenvorrichtung an einen Patienten angepaßt wird, für beide Einheiten zur Deckung gebracht werden. Demgemäß wird es einfacher, die Reso nanzfrequenz dieser beiden Spuleneinheiten zur Übereinstim mung mit der Frequenz für Kernspinresonanz zu bringen, wo durch die Empfindlichkeit der Spulenvorrichtung insgesamt verbessert werden kann und ein Diagnosebild mit höherer Bildqualität durch Verbessern des S/R-Verhältnisses des MRI- Gerätes erhalten werden kann.Since the induction device 335 is connected as indicated above, the extent of the change in the resonance frequency of each of the coil units 100 , 200 , which results from a deformation of the solenoid unit 100 and the saddle coil unit 200 when the coil device is adapted to a patient, be made to cover for both units. Accordingly, it becomes easier to bring the resonance frequency of these two coil units into conformity with the frequency for nuclear magnetic resonance, where the sensitivity of the coil device as a whole can be improved and a diagnostic image with higher image quality by improving the S / R ratio of the MRI device can be obtained.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Induktionseinrichtung 335 als in den mittleren Bereich der Zylinderspuleneinheit 100 eingefügt dargestellt. Sie kann jedoch auch in Reihe zum mittleren Bereich der Sattelspuleneinheit 200 geschaltet sein. Alternativ können Induktionseinrichtungen mit geeigne ten Werten in die mittleren Bereiche der Zylinderspulenein heit 100 und der Sattelspuleneinheit 200 geschaltet sein. Wenn eine Induktionseinrichtung 335 in den mittleren Bereich einer dieser Spuleneinheiten 100, 200 geschaltet wird, wird sie vorzugsweise mit derjenigen Spuleneinheit verbunden, die eine größere Induktivitätsänderung zeigt, wenn diese für die beiden Spuleneinheiten abhängig von einer Verformung unter sucht wird, wenn die Spulenvorrichtung um einen Patienten gelegt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die steifen Abschnitte 50a, 50b an einem der Enden und im mittleren Bereich der flexiblen Spulenfolie 70, jedoch müs sen die steifen Abschnitte 50a, 50b nicht immer vorhanden sein.In this exemplary embodiment, the induction device 335 is shown as inserted into the central region of the solenoid unit 100 . However, it can also be connected in series with the central region of the saddle coil unit 200 . Alternatively, induction devices with suitable values can be connected in the central regions of the solenoid unit 100 and the saddle coil unit 200 . If an induction device 335 is switched into the central region of one of these coil units 100 , 200 , it is preferably connected to that coil unit which shows a greater change in inductance if this is examined for the two coil units depending on a deformation if the coil device is moved by one Patient is placed. In this exemplary embodiment, the rigid sections 50 a, 50 b are located at one of the ends and in the central region of the flexible coil film 70 , but the rigid sections 50 a, 50 b do not always have to be present.

Jedes der vorstehenden Ausführungsbeispiele repräsentiert die Kombination einer Zylinderspuleneinheit 100 und einer Sattelspuleneinheit 200 zu einer QD-Spuleneinheit vom Typ für vertikales Magnetfeld, jedoch ist die Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt, sondern kann auch auf die Kombi nation zweier Sattelspuleneinheiten als einer QD-Spulenein heit vom Typ für horizontales Magnetfeld angewendet werden, wie auch auf die Kombinationen verschiedener anderer Arten von Spuleneinheiten.Each of the above embodiments represents the combination of a solenoid unit 100 and a saddle coil unit 200 to form a QD coil unit of the vertical magnetic field type, however, the invention is not limited to this case, but can also be combined with a combination of two saddle coil units as one QD coil unit horizontal magnetic field type, as well as combinations of various other types of coil units.

Nachfolgend wird ein Beispiel für ein MRI-Gerät beschrieben, das eine erfindungsgemäße Spulenvorrichtung verwendet. Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das ein solches MRI-Gerät zeigt.An example of an MRI device that uses a coil device according to the invention is described below. Fig. 13 is a block diagram showing such an MRI device.

Das MRI-Gerät erzeugt ein Tomogramm eines Patienten durch Kernspinresonanz, und es weist einen Magneten 2 zum Erzeugen eines statischen Magnetfeldes, ein Gradientenmagnetfeldsy stem 3, eine Sendeeinheit 4, eine Empfangseinheit 5, eine Signalverarbeitungseinheit 6, eine Folgesteuerung 7 und eine CPU 8 auf.The MRI device generates a tomogram of a patient by nuclear magnetic resonance, and it has a magnet 2 for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field system 3 , a transmitter unit 4 , a receiver unit 5 , a signal processing unit 6 , a sequencer 7 and a CPU 8 .

Die Spule 2 zum Erzeugen eines statischen Magnetfeldes er zeugt dieses als homogenes Feld in Richtung der Körperachse des Patienten 1 oder in einer Richtung, die diese Körper achse rechtwinklig schneidet. Innerhalb eines Raums mit ge wisser Ausdehnung um den Patienten 1 ist eine Magnetfelder zeugungseinrichtung mit Permanentmagnet , Widerstandsmagnet oder supraleitendem Magnet angeordnet. Das Gradientenmagnet feldsystem 3 weist Gradientenmagnetfeldspulen 9 auf, die in Richtung der X-, Y- bzw. Z-Achse gewickelt sind, wie auch eine Gradientenmagnetfeld-Spannungsversorgung 10 zum Betrei ben jeder Spule. Wenn diese Spannungsversorgung 10 für jede dieser Spulen abhängig von einem Befehl von der Folgesteue rung 7 betrieben wird, werden Gradientenmagnetfelder Gx, Gy und Gz in den drei Achsenrichtungen X, Y und Z an den Pa tienten gelegt. Die Schnittebene für den Patienten 1 kann dadurch festgelegt werden, daß diese Gradientenmagnetfelder angelegt werden.The coil 2 for generating a static magnetic field, he creates this as a homogeneous field in the direction of the body axis of the patient 1 or in a direction that intersects this body axis at right angles. Within a space with a certain extent around the patient 1 , a magnetic field generating device with a permanent magnet, resistance magnet or superconducting magnet is arranged. The gradient magnetic field system 3 has gradient magnetic field coils 9 which are wound in the direction of the X, Y and Z axes, as well as a gradient magnetic field voltage supply 10 for operating each coil. If this voltage supply 10 is operated for each of these coils in response to a command from the sequence control 7 , gradient magnetic fields Gx, Gy and Gz are applied to the patient in the three axis directions X, Y and Z. The sectional plane for patient 1 can be determined by applying these gradient magnetic fields.

Die Sendeeinheit 4 sendet ein Hochfrequenzsignal (elektroma gnetische Welle) aus, um Kernspinresonanz in Atomkernen zu erzeugen, die das lebende Gewebe des Patienten 1 bilden. Sie weist einen Hochfrequenzoszillator 11, einen Modulator 12, einen Hochfrequenzverstärker 13 und eine Hochfrequenz-Sende spule 14a auf. Die vom Hochfrequenzoszillator 11 ausgegebe nen hochfrequenten Pulse werden durch den Modulator 12 ab hängig von einem Befehl von der Folgesteuerung 7 amplituden moduliert, und anschließend werden diese amplitudenmodulier ten Hochfrequenzpulse durch den Verstärker 13 verstärkt. Die verstärkten Hochfrequenzpulse werden auf die dicht beim Pa tienten 1 angeordnete Sendespule 14a gegeben, damit die elektromagnetische Welle auf den Patienten 1 aufgestrahlt werden kann.The transmitting unit 4 emits a high-frequency signal (electromagnetic wave) in order to generate nuclear magnetic resonance in atomic nuclei, which form the living tissue of the patient 1 . It has a high-frequency oscillator 11 , a modulator 12 , a high-frequency amplifier 13 and a high-frequency transmission coil 14 a. The amounts give from the high frequency oscillator 11 nen high-frequency pulses are modulated by the modulator 12 from dependent amplitude of a command from the sequence controller 7, and then this amplitudenmodulier th frequency pulses are amplified by the amplifier. 13 The amplified radio-frequency pulses are applied to the densely arranged in Pa tienten 1 transmitter coil 14 a so that the electromagnetic wave can be irradiated on the patient. 1

Die Empfängereinheit 5 ermittelt das Hochfrequenzsignal (NMR-Signal), das durch Kernspinresonanz von den Atomkernen des lebenden Gewebes des Patienten 1 ausgesendet wird. Sie weist eine Hochfrequenz-Empfängerspule 14a, einen Verstärker 15, einen Signalsynthesizer 26, einen Quadrantendetektor 16 und einen A/D-Wandler 17 auf. Das vom Patienten 1 auf die von der Sendespule 14a eingestrahlte elektromagnetische Wel le hin erzeugte hochfrequente Signal (NMR-Signal) wird von der in der Nähe des Patienten 1 angeordneten Empfängerspule 14b empfangen, über den Verstärker 15 und den Quadratende tektor 16 in den A/D-Wandler 17 eingegeben und durch diesen in einen digitalen Wert umgewandelt. Darüber hinaus wird das Hochfrequenzsignal vom Quadrantendetektor 16 zu Zeitpunkten abgetastet, die durch einen Befehl an die Folgesteuerung 7 festgelegt werden, um zwei Reihen erfaßter Daten zu erhal ten; die Datensignale werden an die Signalverarbeitungsein heit 6 übertragen.The receiver unit 5 determines the radio-frequency signal (NMR signal) which is emitted by nuclear magnetic resonance from the atomic nuclei of the living tissue of the patient 1 . It has a high-frequency receiver coil 14 a, an amplifier 15 , a signal synthesizer 26 , a quadrant detector 16 and an A / D converter 17 . The le from the patient 1 to the transmitting coil 14 a radiated electromagnetic Wel high-frequency signal, generated (NMR) signal is received b of the arranged near the patient 1 receiver coil 14 via the amplifier 15 and the square end Tektor 16 in the A / D converter 17 entered and converted by this into a digital value. In addition, the high frequency signal is sampled by the quadrant detector 16 at times which are determined by a command to the sequencer 7 to obtain two rows of acquired data; the data signals are transmitted to the signal processing unit 6 .

Die oben beschriebene erfindungsgemäße Spulenvorrichtung wird als Empfängerspule 14b verwendet.The coil device according to the invention described above is used as the receiver coil 14 b.

Die Signalverarbeitungseinheit 6 weist eine CPU 8, eine Auf zeichnungseinheit wie eine Magnetplatte 18 und ein Magnet band 19 und eine Anzeigevorrichtung wie eine Kathodenstrahl röhre CRT auf. Die CPU 8 führt Verarbeitungen wie eine Fouriertransformation, eine Berechnung von Korrekturkoeffi zienten, Bildgewinnung usw. aus und wandelt die Signalinten sitätsverteilung eines willkürlich gewählten Abschnittes oder eines scheibenförmigen Bereichs oder eine Verteilung, wie sie durch Ausführen geeigneter arithmetischer Operatio nen an mehreren Signalen erhalten wurde, in ein Bild um und zeigt das sich ergebende Bild als Tomogramm auf der Anzeige vorrichtung 20 an.The signal processing unit 6 has a CPU 8 , a recording unit such as a magnetic disk 18 and a magnetic tape 19 and a display device such as a CRT CRT. The CPU 8 performs processing such as a Fourier transform, calculation of correction coefficients, image acquisition, etc., and converts the signal intensity distribution of an arbitrarily selected section or a disk-shaped area, or a distribution as obtained by performing suitable arithmetic operations on multiple signals. into an image and shows the resulting image as a tomogram on the display device 20 .

Die Folgesteuerung 7 arbeitet unter Steuerung durch die CPU 8. Sie arbeitet als Einrichtung zum Ausgeben verschiedener Befehle, wie sie zum Erfassen von Daten für ein Tomogramm des Patienten 1 erforderlich sind, an die Sendeeinheit 4, das Gradientenmagnetfeldsystem 3 und die Empfangseinheit 5; außerdem dient sie zum Erzeugen einer Folge zum Messen des NMR-Signals, wie oben beschrieben. In Fig. 13 sind die Sen despule 14a der Sendeeinheit und die Empfangsspule 14b der Empfängereinheit, wie auch die Gradientenmagnetfeldspulen 9, 9 innerhalb des Magnetfeldraums des Magneten 2 angeordnet, der zum Erzeugen des statischen Magnetfelds dient.The sequencer 7 operates under the control of the CPU 8 . It works as a device for issuing various commands, such as are required to acquire data for a tomogram of the patient 1 , to the transmitting unit 4 , the gradient magnetic field system 3 and the receiving unit 5 ; it also serves to generate a sequence for measuring the NMR signal as described above. In Fig. 13 the Sen despule 14 a of the transmitter unit and the receive coil 14 b of the receiver unit, as well as the gradient magnetic field coils 9 , 9 are arranged within the magnetic field space of the magnet 2 , which is used to generate the static magnetic field.

Fig. 14 ist ein Schaltungsdiagramm eines Teils der Empfän gereinheit 5. In Fig. 14 ist eine Abstimmschaltung für die Spulen usw. zum Vereinfachen der Erläuterung weggelassen. In der Zeichnung ist die Richtung des statischen Magnetfeldes durch einen Pfeil S dargestellt. Der Magnetisierungsvektor, der sich in einer Ebene dreht, induziert dasselbe Signal mit einer Phasenverschiebung von 90° in der Zylinderspulenein heit 100 und der Sattelspuleneinheit 200, die die Empfangs spule 14b bilden. Da die Zylinderspuleneinheit 100 und die Sattelspuleneinheit 200 in solcher Weise angeordnet sind, daß die Richtungen ihrer Empfindlichkeit einander rechtwink lig schneiden, werden hierbei Hochfrequenzsignale (NMR-Si gnale) mit gegenseitig unabhängigen Zufallsstörungen gemes sen. Als Störquellen kommen die Widerstände der Spulenein heiten 100, 200 und der Verlustwiderstand des Patienten 1 in Frage, der aus dem magnetischen und elektrischen Koppeln der Spuleneinheiten 100, 200 folgt. Fig. 14 is a circuit diagram of part of receptions and seminars gereinheit. 5 In Fig. 14, a tuning circuit for the coils, etc. is omitted to simplify the explanation. In the drawing, the direction of the static magnetic field is shown by an arrow S. The magnetization vector, which rotates in one plane, induces the same signal with a phase shift of 90 ° in the solenoid unit 100 and the saddle coil unit 200 , which form the receiving coil 14 b. Since the solenoid unit 100 and the saddle coil unit 200 are arranged in such a way that the directions of their sensitivity intersect each other at right angles, high-frequency signals (NMR signals) are measured with mutually independent random disturbances. The sources of interference are the resistances of the coil units 100 , 200 and the loss resistance of the patient 1 , which follows from the magnetic and electrical coupling of the coil units 100 , 200 .

Die Signale von diesen beiden Spuleneinheiten 100, 200 wer den durch einen ersten bzw. zweiten Verstärker 15a bzw. 15b innerhalb des Verstärkers 15 verstärkt und dann auch an den Signalsynthesizer 26 gegeben. Der Signalsynthesizer 26 weist einen Phasenschieber 27, ein Dämpfungsglied 28 und einen Addierer 29 auf. Die Phase des Signals von der Zylinderspu leneinheit 100 wird durch den Phasenschieber 27 um 90° ver ändert und so zu Übereinstimmung mit der Phase des Signals von der Sattelspuleneinheit 200 gebracht. Andererseits stimmt die Empfindlichkeit der Sattelspuleneinheit 200 nicht mit derjenigen der Zylinderspuleneinheit 100 überein, und wenn die Empfindlichkeit der ersteren z. B. mit "1" ange setzt wird, ist die Empfindlichkeit der letzteren "1,4". Demgemäß kann kein hohes S/R-Verhältnis erhalten werden, so lange nicht das Additionsverhältnis der Signale im Addierer 29 verändert wird. Das optimale Additionsverhältnis ist hierbei 12 : 1,42 = 0,51. Daher wird das Dämpfungsglied 28 in den mittleren Teil der Signalleitung von der Sattelspulen einheit 200 eingefügt, und das Additionsverhältnis wird so eingestellt, daß das Signal von der Sattelspuleneinheit 200 den Wert "0,51" aufweist, wenn das Signal von der Zylinder spuleneinheit 100 den Wert "1" hat. Nachdem die Intensität der Signale der beiden Spuleneinheiten 100, 200 auf diese Weise aneinander angepaßt ist, werden die beiden Signale durch den Addierer 29 addiert, und das Summensignal wird vom Signalsynthesizer 26 ausgegeben. Dieses Ausgangssignal wird an den in Fig. 13 dargestellten Quadrantendetektor ausgege ben.The signals from these two coil units 100 , 200 are amplified by a first and a second amplifier 15 a and 15 b within the amplifier 15 and then also given to the signal synthesizer 26 . The signal synthesizer 26 has a phase shifter 27 , an attenuator 28 and an adder 29 . The phase of the signal from the Zylinderspu leneinheit 100 is changed by the phase shifter 27 ver by 90 ° and thus brought into agreement with the phase of the signal from the saddle coil unit 200 . On the other hand, the sensitivity of the saddle coil unit 200 does not match that of the solenoid unit 100 , and if the sensitivity of the former z. B. with "1" is set, the sensitivity of the latter is "1.4". Accordingly, a high S / R ratio cannot be obtained unless the addition ratio of the signals in the adder 29 is changed. The optimal addition ratio is 12: 1.42 = 0.51. Therefore, the attenuator 28 is inserted into the middle part of the signal line from the saddle coil unit 200 , and the addition ratio is set so that the signal from the saddle coil unit 200 is "0.51" when the signal from the cylinder coil unit 100 Has value "1". After the intensity of the signals of the two coil units 100 , 200 is matched to one another in this way, the two signals are added by the adder 29 , and the sum signal is output by the signal synthesizer 26 . This output signal is output to the quadrant detector shown in FIG. 13.

Wenn die Phasen der Signale von den beiden Spuleneinheiten 100, 260 durch den Phasenschieber 27 aneinander angepaßt sind und die Signale durch den Addierer 29 addiert wurden, wird das Meßsignal deutlich größer, wobei allerdings auch das Störsignal etwas größer wird. Im Ergebnis wird jedoch das S/R-Verhältnis größer. Wenn die Abmessung und die Form einer (100) der Spuleneinheiten mit denjenigen der anderen (200) übereinstimmt und wenn die vom Patienten 1, wie oben angegeben, herrührenden Verlustwiderstände ebenfalls mitein ander übereinstimmen, verdoppelt sich das Meßsignal, während Störsignale auf das √-fache wachsen, so daß das S/R-Ver hältnis auf das √-fache verbessert werden kann.If the phases of the signals from the two coil units 100 , 260 are matched to one another by the phase shifter 27 and the signals have been added by the adder 29 , the measurement signal becomes significantly larger, although the interference signal also increases somewhat. As a result, however, the S / R ratio becomes larger. If the dimension and shape of one (100) of the coil units coincides with that of the other (200) and if the loss resistances resulting from patient 1 , as stated above, also coincide with one another, the measurement signal doubles, while interference signals √ times grow so that the S / R ratio can be improved √ times.

Claims

1. A receiving coil device for a nuclear spin tomography device to be applied to a patient, comprising:
a coil holding part ( 50 a, 60 a, 50 b, 60 b), which has a substantially cylindrical shape in the inserted state,
a first Spulenein unit ( 100 ) attached to the coil holding part, the signal reception direction during operation being substantially perpendicular to the direction of the static magnetic field generated by the magnetic resonance tomography device, and
a second coil unit ( 200 ) attached to the coil holding part, the signal reception direction of which is essentially perpendicular to the signal reception direction of the first coil unit ( 100 ) and, in operation, substantially perpendicular to the direction of the static magnetic field,
wherein the first and the second coil unit ( 100 , 200 ) cross each other, characterized in that the coil holding part has two flexible sections ( 60 a, 60 b) and two rigid sections ( 50 a, 50 b) which are in the circumferential direction of the cylindrical shape are arranged alternately, the crossing regions of the coil units ( 100 , 200 ) being attached to rigid sections ( 50 a, 50 b) of the coil holding part.

2. Device according to claim 1, characterized in that the coil holding part ( 50 a, 60 a, 50 b, 60 b) always has a cylindrical shape.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coil holding part ( 50 a, 60 a, 50 b, 60 b) is belt-like and at both ends connecting elements ( 118 , 119 , 227 , 228 ) for closing the circuits of the first and the second coil unit ( 100 , 200 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that connecting elements ( 227 , 228 ) at both ends of each flexible section ( 600 a, 600 b) and each rigid section ( 500 a, 500 b) are arranged.

5. The device according to claim 4, characterized in that one of the flexible sections ( 600 a, 600 b) can be selected from a number of flexible sections of different lengths.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first coil unit is a Zylinderspu leneinheit ( 100 ) and the second is a saddle coil unit ( 200 ).

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that both the first and the second coil unit ( 100 , 200 ) is formed by a saddle coil unit.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that an inductor ( 335 ) for compensating for changes in the resonance frequency resulting from a deformation of the coil holding part when applied to the patient is connected to that coil unit ( 100 , 200 ) which the deformation the greater change in inductance he drives.

9. The device according to claim 8, characterized in that the inductance ( 335 ) is connected in series with the relevant coil unit ( 100 , 200 ).